- •1. Введение
- •1.1 Общие положения
- •1.2 Унификация и стандартизация габаритных схем одноэтажных промышленных железобетонных
- •1.2.1 Унификация габаритных схем зданий
- •1.2.2 Унификация схем привязки колонн
- •1.2.4 Унификация схем привязки колонн в продольном
- •1.2.5 Унификация узлов сопряжения
- •1.3 Унификация конструктивных схем многоэтажных промышленных зданий
- •2. Нагрузки и воздействия
- •2.1 Общие положения
- •2.2 Классификация нагрузок
- •2.3 Сочетания нагрузок
- •2.4 Определение нагрузок
- •2.4.1 Расчет постоянных нагрузок
- •2.4.2 Расчет временных нагрузок
- •2.4.3 Учет ответственности зданий и сооружений
- •3. Материалы железобетонных конструкций.
- •3.1 Бетоны
- •3.1.1 Классификация бетонов
- •3.1.2 Общие технические требования к бетонам
- •3.1.3 Характеристики прочности бетонов
- •3.1.4 Деформационные характеристики бетонов
- •3.2 Арматура
- •3.2.1 Классификация арматуры
- •3.2.2 Характеристики прочности арматуры
- •3.2.3 Деформационные характеристики арматуры
- •3.3 Железобетон
- •3.3.1 Анкеровка арматуры в бетоне
- •3.3.2 Предварительное обжатие железобетонных элементов
- •4. Основы теории сопротивления железобетона
- •4.1 Стадии нагружения железобетонных изгибаемых элементов без напрягаемой арматуры
- •4.2 Стадии нагружения железобетонного изгибаемого элемента с предварительно напряженной арматурой
- •4.3 Предварительные напряжения в напрягаемой арматуре
- •4.3.1 Потери предварительного напряжения в арматуре
- •4.3.2 Определение потерь предварительного напряжения в арматуре
- •4.3.2.1 Потери от релаксации напряжений в арматуре
- •4.3.2.2 Потери от температурного перепада
- •4.3.2.3 Потери от деформации стальной формы (упоров)
- •4.3.2.4 Потери от деформации анкеров натяжных устройств
- •4.3.2.5 Потери от усадки бетона
- •4.3.2.6 Потери от ползучести бетона
- •4.3.3 Расчет полных потерь на различных стадиях работы железобетонных изделий
- •4.4 Предварительное напряжение в бетоне при его обжатии
- •5. Методы расчета элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям
- •6. Общие положения теории конструирования железобетонных элементов
- •6.1 Общие требования к армированию элементов
- •6.2 Минимальный процент армирования сечений элементов
- •7. Общие положения расчета элементов по предельным состояниям первой группы
- •7.1.Общие положения расчета
- •7.2. Расчет на прочность железобетонных элементов по нормальным сечениям при действии изгибающих моментов
- •7.2.1 Расчет на прочность изгибаемых элементов прямоугольного поперечного сечения с двойной арматурой
- •7.2.2. Расчет на прочность изгибаемых элементов прямоугольного поперечного сечения с одиночной арматурой
- •7.2.2.1. Расчет элементов с одиночной ненапрягаемой или напрягаемой арматурой в растянутой зоне
- •7.2.3 Расчет на прочность железобетонных элементов прямоугольного сечения с двойной ненапрягаемой арматурой
- •7.2.4 Расчет на прочность железобетонных элементов прямоугольного сечения с двойной напряженной арматурой
- •7.2.5 Расчет на прочность железобетонных изгибаемых элементов таврового поперечного сечения с одинарной арматурой
- •7.2.5.1 Расчет элемента с тавровым поперечным сечением при положении нейтральной оси в полке тавра
- •7.2.5.2 Расчет элемента таврового поперечного сечения при положении нейтральной оси на ребре тавра
- •7.2.6 Расчет на прочность изгибаемых элементов таврового поперечного сечения с двойной арматурой
- •7.3 Расчет на прочность изгибаемых элементов по наклонным сечениям. Основные положения
- •7.3.1 Расчет на прочность изгибаемых элементов при действии поперечных сил по бетонной полосе между наклонными сечениями
- •7.3.2 Расчет на прочность изгибаемого элемента по наклонным сечениям на действие поперечных сил
- •7.3.2.1 Проверочный расчет на прочность по наклонному сечению при действии поперечной силы
- •7.3.2.2 Проектировочный расчет на прочность по наклонному сечению при действии поперечной силы
- •7.3.4 Расчет отгибов
- •7.3.5 Расчет железобетонных элементов на прочность по наклонным сечениям при действии изгибающего момента
- •7.3.6 Построение эпюры арматуры для изгибаемых железобетонных элементов
- •7.4 Расчет на прочность внецентренно сжатых элементов
- •7.4.1 Основные положения расчета
- •7.4.2 Конструирование сжатых элементов
- •7.4.3 Характер нагружения сжатых элементов
- •7.4.4 Расчет на прочность сжатых элементов
- •7.5 Расчет на прочность растянутых железобетонных элементов
- •7.5.1 Общие положения расчета
- •7.5.2 Расчет центрально растянутых элементов
- •7.5.3 Расчет внецентренно растянутых элементов при малых эксцентриситетах
- •7.5.4 Расчет внецентренно растянутых элементов при больших эксцентриситетах приложения растягивающего усилия
- •7.6 Расчет железобетонных элементов на местное сжатие
- •7.7 Расчет железобетонных элементов на продавливание
- •7.7.1 Общие положения расчета
- •7.7.2 Расчет на продавливание при наличии поперечной арматуры
- •8. Расчет элементов железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы
- •8.1 Определение момента образования трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •8.2.1 Определение момента образования трещин и моментов внешних сил
- •8.2 Расчет железобетонных элементов по раскрытию трещин
- •8.2.1 Общие положения расчета
- •8.2.2 Определение ширины раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента
- •8.2.3 Определение напряжений в растянутой арматуре изгибаемых предварительно напряженных элементов
- •8.2.4 Методика расчета по раскрытию трещин в зависимости от характера действующих нагрузок
- •8.3 Расчет железобетонных изгибаемых элементов на жесткость
- •8.3.1 Общие положения расчета
- •8.3.2 Определение линейных перемещений точек нейтральной оси железобетонного элемента на участках без трещин в растянутой зоне
- •8.3.3 Определение линейных перемещений точек нейтральной оси железобетонного элемента на участках с трещинами в растянутой зоне бетона
7.2.2. Расчет на прочность изгибаемых элементов прямоугольного поперечного сечения с одиночной арматурой
Под одиночной арматурой следует понимать всю арматуру (напряженную и ненапряженную), установленную только в растянутой от внешних нагрузок зоне изгибаемого элемента. При этом могут иметь место два расчетных случая, которые будут рассмотрены ниже.
7.2.2.1. Расчет элементов с одиночной ненапрягаемой или напрягаемой арматурой в растянутой зоне
Наиболее простой (и весьма распространенный) случай имеет место тогда, когда изгибаемый элемент не имеет предварительно напрягаемой арматуры (балки с ненапрягаемой арматурой, поперечные ребра ребристых плит и прочие).
Для рассматриваемого расчетного случая (проектируемый элемент имеет прямоугольное сечение шириной «в» и высотой «h» согласно рис.1.24)
и тогда уравнения (1.65 и 1.68) для предельного случая принимают вид:
С целью упрощения расчетов и подбора размеров поперечных сечений изгибаемых элементов нормы рекомендуют ввести безразмерные коэффициенты (αm и ξ) в виде (с учетом 1.60):
(1.69)
откуда . (1.70)
Тогда уравнение (в) может быть преобразовано к виду
, (1.71)
где все составляющие (по нагрузкам, механическим характеристикам, размерам поперечного сечения и пр.) заданы по условиям проектирования.
Рассчитав значение (αm) по уравнению (1.71), по формуле (1.70) определяют величину ξ. Затем по формуле (1.61) рассчитывают величину ξR с целью проверки условия нормальности армирования элемента.
Если окажется, что условие нормального армирования (ξ≤ξR) справедливо, то для определения величины As следует использовать уравнение (б), заменив в нем величину «х» на величину «ξh0» согласно уравнению (1.60). То есть искомая площадь поперечного сечения арматуры в растянутой зоне элемента (Аs) может быть определена из уравнения (б) в виде:
, (1.72)
По вычисленному значению As производят подбор стержневой, проволочной или канатной арматуры.
Для уменьшения ширины раскрытия трещин (фактически для увеличения площади сцепления арматуры с бетоном) диаметры стержней, проволоки или канатов, согласно рекомендациям СП52-101-2003, следует принимать минимально возможными, руководствуясь технологическими требованиями по условию размещения арматуры в один ряд по ширине сечения, но не менее 12 мм для монолитных конструкций и не менее 16 мм для сборных конструкций.
Если окажется, что условие нормального армирования не соблюдается (ξ≥ξR), то размеры сечения при заданном классе бетона недостаточны. В этом случае необходимо повысить класс бетона на одну ступень нормированного ряда и повторить расчет. В качестве удовлетворительного выхода из создавшегося положения можно установить арматуру в сжатой от внешних нагрузок зоне изгибаемого элемента. Расчет такого элемента с двойной арматурой будет рассмотрен ниже.
Кроме сказанного, можно увеличить на один модуль (т.е. на 50 мм) высоту или ширину поперечного сечения, но эту меру применяют в последнюю очередь, поскольку это связано с изменением размеров технологической оснастки для изготовления элемента.
Заключительным видом проверки правильности расчета является проверка по минимальному проценту армирования с использованием зависимости (1.54). Если условие
Asmin<As , (1.73)
не выполняется, то принимают As=Asmin, поскольку такое значение As удовлетворяет и условию прочности, и условию нормального армирования, и условию минимального армирования. В заключение отметим, что при расчете элементов с ненапрягаемой арматурой в растянутой зоне следует принять
тогда формула (1.72) принимает вид
, (1.74)
где все составляющие (кроме Asр, подлежащей определению) заданы по условиям проектирования.
После расчета Asр дальнейшие проверки следует выполнять по такому же алгоритму, как и в случае с ненапряженной арматурой.